实际控制系统中输入、输出约束是广泛存在的。当约束成为系统工作过程中不可忽略的因素时,必须考虑约束对控制性能的影响,否则无法实现预期的控制目标。目前,约束系统的控制问题得到了理论和工程界的广泛关注,具有重要的理论意义与工程应用价值。本文共分六章,对约束系统的稳定域分析和状态与输出反馈控制器设计问题进行了深入研究,着重讨论约束系统估计扩大吸引域的方法和H_∞输出反馈控制策略,并以汽车主动悬架系统为对象,探讨了本文提出的方法在实际应用中的可行性。本文的第二章是针对具有饱和执行器的连续/离散系统的吸引域估计问题展开的。其思想是寻找一个能包含所有可能初始状态轨迹,且使闭环系统稳定的最大椭球域来近似描述系统的吸引域。本文借助两个松弛矩阵,给出保证椭球集是吸引域内不变集的LMI充分条件,有效解决了吸引域的计算问题,并在此基础上,提出了具有最大椭球域的状态反馈控制器设计方法。本文的第三章是第二章研究内容的延伸,主要探讨约束系统的降阶输出反馈控制器设计和吸引域估计问题。本文借助饱和函数的LDI (lineardifferential inclusion)描述形式,运用辅助反馈矩阵,得到了椭球集在吸引域内不变的充分条件,提出了一种具有最大吸引域的降阶输出反馈控制器的设计方法。针对具有不确定扰动的约束系统,本文的第四章研究了一种动态输出反馈的滚动时域H_∞控制策略。对具有能量有界外部扰的约束系统,提出了基于LMI优化的保证闭环系统H_∞性能的输出反馈控制器设计。对实际系统最大扰动能量准确估计是困难的。为了避免估计过大给控制器设计带来保守性,估计不足导致约束不能满足,本文进一步引入了新的耗散约束条件和滚动优化策略,通过在线优化H_∞性能指标,提出了保证闭环系统H_∞性能的滚动时域输出反馈控制算法。该方法能实时协调控制性能要求和控制约束,在最大扰动能量估计过小的情况下仍能使闭环系统满足控制约束,利用有限的控制能力提高了系统的控制性能。为了简化控制器的设计与实现,本文的第五章研究了鲁棒H_∞静态输出反馈控制方法。利用S-procedure方法寻找约束系统满足给定性能指标的充分条件,提出了H_∞静态输出反馈控制器的设计方法。然后将耗散性约束条件和包含当前时刻系统输出轨迹的椭球域转化为一组LMI的约束,并将其引入到优化问题中,结合滚动优化策略,提出了一种静态输出反馈滚动时域H_∞控制方法。该方法与第四章的动态输出反馈控制策略相比,具有结构比较简单、易于实现的特点。本文的第六章将滚动时域H_∞控制策略推广到连续系统,并应用于汽车主动悬架的控制中。车辆悬架系统的设计是一个多目标控制问题,可以将其归结为一个以一组LMI为约束条件的最优问题处理。本文用H_∞范数作为性能指标来提高乘坐舒适性,分析了所提方法在汽车主动悬架的控制中应用的可行性。仿真结果表明本文的方法在性能上接近状态反馈方法,在保证满足约束的前提下能降低干扰对输出的影响,对改善乘坐舒适性,具有实际的应用前景和价值。